• 《C++面向对象程序设计——上篇》


    C++面向对象程序设计——上篇

    前言:
    本篇博客是在有了C语言的基础上详细整理了C++面向对象程序设计——上篇,主要包括C++快速入门、类与对象、C++内存管理、模板、STL简介、string、vector、list、stack和queue。。起稿日期2022/8/11,按时间安排和学习进度,笔者将逐步完善本篇博客直到完稿,请持续关注内容更新!🌹🌹🌹

    • 🎓作者如何写出最优雅的代码
    • 📑如有错误,敬请指正🌹🌹


    一、面向对象程序设计

    1.1 基本信息

    面向对象程序设计(Object Oriented Programming,OOP),是一种计算机编程架构。OOP的一条基本原则是计算机程序由单个能够起到子程序作用的单元或对象组合而成,OOP达到了软件工程的三个主要目标:重用性、灵活性和扩展性。OOP = 对象 + 类 + 继承 + 多态 + 消息,核心概念是类和对象

    面向对象程序设计方法是尽可能模拟人类的思维方式,使软件的开发方法与过程尽可能接近人类认识世界、解决现实问题的方法和过程,也即使得描述问题的问题空间和解决方案空间在结构上尽可能一致,把客观世界中的实体抽象为问题域中的对象

    面向对象程序设计以对象为核心,该方法认为程序由一系列对象组成。**类是对现实世界的抽象,包括表示静态属性的数据和对数据的操作,对象是类的实例化。**对象通过消息传递互相通信,来模拟现实世界中不同实体间的联系。在面向对象的程序设计中,对象是组成程序的基本模块

    1.2 三大特性

    面向对象程序设计主要有三大特性,即封装、继承和多态。

    1.2.1 封装性

    封装是指将一个计算机系统中的数据以及这个数据相关的一切操作语言(即描述每一个对象的属性以及其行为的程序代码)组装到一起,一并封装在一个有机的实体中,把他们封装在一个模块中,也就是一个类中,为软件结构的相关部件所具有的的模块性提供良好的基础。

    在面向对象技术的相关原理以及程序语言中,封装的最基本单位是对象,而使得软件结构的相关部件的实现“高内聚、低耦合”的“最佳状态”便是面向对象技术的封装性所需要实现的最基本的目标

    对于用户来说,对象是如何对各种行为进行操作、运行、实现等细节是不需要刨根问底了解清楚的,用户只需要通过封装外的通道对计算机进行相关方面的操作即可。大大地简化了操作的步骤,使用户使用起计算机来更加高效、更加得心应手。

    1.2.2 继承性

    继承性是面向对象技术中的另外一个重要特点,其主要指的是两种或者两种以上的类之间的联系与区别。继承,顾名思义,是后者延续前者的某些方面的特点,而在面向对象技术则是指一个对象针对于另一个对象的某些独有的特点、能力进行复制或者延续。

    如果按照继承源进行划分,则可以分为单继承(一个对象仅仅从另外一个对象中继承其相应的特点)与多继承(一个对象可以同时从另外两个或者两个以上的对象中继承所需要的特点与能力,并且不会发生冲突等现象);如果从继承中包含的内容进行划分,则继承可以分为四类,分别为取代继承(一个对象在继承另一个对象的能力与特点之后将父对象进行取代)、包含继承(一个对象在将另一个对象的能力与特点进行完全的继承之后,又继承了其他对象所包含的相应内容,结果导致这个对象所具有的能力与特点大于等于父对象,实现了对于父对象的包含)、受限继承、特化继承。

    1.2.3 多态性

    从宏观的角度来讲,多态性是指在面向对象技术中,当不同的多个对象同时接收到同一个完全相同的消息之后,所表现出来的动作是各不相同的,具有多种形态;从微观的角度来讲,多态性是指在一组对象的一个类中,面向对象技术可以使用相同的调用方式来对相同的函数名进行调用,即便这若干个具有相同函数名的函数所表示的函数是不同的。

    1.3 相关名词

    面向对象程序设计中的概念主要包括:对象、类、数据抽象、继承、动态绑定、数据封装、多态性、消息传递。

    1. 对象(Object):
      可以对做事情的一些东西。一个对象有状态、行为和标识三种属性
    2. (class):
      一个共享相同结构和行为的集合。类定义了一件事物的抽象特点。通常来说,类定义了事物的属性和它可以做到的(它的行为)。类可以为程序提供模板和结构,一个类的方法和属性被称为成员
    3. 封装(encapsulation):
      第一层意思:将数据和操作捆绑在一起,创造出一个新的类型的过程。第二层意思:将接口与实现分离的过程
    4. 继承:
      类之间的关系,在这种关系中,一个类共享了一个或多个其他类定义的结构和行为。继承描述了类之间是一种关系。子类可以对基类的行为进行扩展、覆盖和重定义
    5. 组合:
      既是类之间的关系,也是对象之间的关系。在这种关系中,一个对象或者类包含了其他的对象和类
    6. 多态:
      类型理论中的一个概念,一个名称可以表示很多不同类的对象,这些类和一个共同超类有关。因此,这个名称表示的任何对象可以以不同的方式响应一些共同的操作集合
    7. 动态绑定:
      也称动态类型,指的是一个对象或者表达式的类型1直到运行时才确定。通常由编译器插入特殊代码来实现。与之对应的是静态类型。
    8. 静态绑定:
      也称静态类型,指的是一个对象或者表达式的类型在编译时确定
    9. 消息传递:
      指的是一个对象调用了另一个对象的方法(或者称为成员函数)
    10. 方法:
      也称成员函数,是指对象上的操作,作为类声明的一部分来定义。方法定义了可以对一个对象执行哪些操作

    1.4 优缺点总结

    1.4.1 设计优点

    面向对象出现以前,结构化程序设计是程序设计的主流,结构化程序设计又称面向过程的程序设计。在面向对象程序设计中,问题被看做一系列需要完成的任务,函数(这里泛指例程、函数、过程)用于完成这些任务,解决问题的焦点集中于函数。其中函数是面向过程的,即它关注如何根据规定的条件来完成指定的任务。

    比较面向对象程序设计和面向过程程序设计,面向对象程序设计还有以下优点:

    1. 数据抽象的概念可以保持在外部接口不变的情况下改变内部实现,从而减少甚至避免对外界的干扰
    2. 通过继承大幅减少冗余的代码,并可以方便地扩展现有代码,提高编码效率,也减低了出错概率,降低软件维护的难度
    3. 结合面向对象分析、面向对象设计,允许将问题域中的对象直接映射到程序中,减少软件开发过程中中间环节的转换过程
    4. 通过对对象的辨别、划分可以将软件系统分割为若干相对为独立的部分,在一定程度上更便于控制软件复杂度
    5. 以对象为中心的设计可以帮助开发人员从静态(属性)和动态(方法)两个方面把握问题,从而更好地实现系统
    6. 通过对象的聚合、联合可以在保证封装与抽象的原则下实现对象在内在结构以及外在功能上的扩充,从而实现对象由低到高的升级

    1.4.2 设计缺陷

    1. 运行效率较低
      类的大量加载会牺牲系统性能,降低运行速度。虽然CPU速度在提高,内存容量在增加,但这一问题仍会随着系统规模变大而逐渐显示出来,变得越发严重
    2. 类库庞大
      由于类库都过于庞大,程序员对他们的掌握需要一段时间,从普及、推广的角度来看,类库应在保证其功能完备的基础上进行相应的缩减
    3. 类库可靠性
      越庞大的系统必会存在我们无法预知的问题隐患,程序员无法完全保证类库中的每个类在各种环境中百分之百的正确,当使用的类发生了问题,就会影响后续工作,程序员也有可能推翻原来的全部工作

    二、C++快速入门

    C++是在C的基础上,容纳进去了面向对象编程思想,并增加了许多有用的库,以及编程范式等,熟悉C语言之后,对学习C++有一定的帮助,C++快速入门主要是补充C语言语法的不足,以及C++是如何对C语言设计不合理的地方进行优化的,为后续学习类与对象打下基础

    2.1 C++关键字(C++98)

    C++总计63个关键字,C语言32个关键字,这里提供关键字表,一些关键字的具体用法在之后使用到的地方在做详细说明。

    asmdoifreturntrycontinue
    autodoubleinlineshorttypedeffor
    booldynamic_castintsignedtypeidpublic
    breakelselongsizeoftypenamethrow
    caseenummutablestaticunionwchar_t
    catchexplicitnamespacestatic_castunsigneddefault
    charexportnewstructusingfriend
    classexternoperatorswitchvirtualregister
    constfalseprivatetemplatevoidtrue
    const_castfloatprotectedthisvolatilewhile
    deletegotoreinterpret_cast

    2.2 命名空间

    在C/C++中,变量、函数和类都是大量存在的,这些变量、函数和类的名称若都存在于全局域中可能会导致很多冲突。使用命名空间的目的是对标识符的名称进行本地化,以避免命名冲突或名字污染,namespace关键字的出现就是针对这种问题的。

    2.2.1 命名空间的定义

    定义命名空间,需要使用namespace关键字,后面跟命名空间的名字,然后接一对 { } 即可,{ } 中即为命名空间的成员。下面看一段简单的代码:

    //Test,h
    //同一个工程中允许存在多个相同名称的命名空间,编译器最后会合并成同一个命名空间
    //Test.h中的命名空间hanhan会和Test.cpp中的命名空间hanhan合并
    
    #pragma once
    
    #include 
    
    using namespace std;
    
    namespace hanhan
    {
    	int Sub(int x, int y)
    	{
    		return x - y;
    	}
    
    	void Print()
    	{
    		int i = 3;
    		while (i--)
    		{
    			cout << "憨憨" << endl;
    		}
    	}
    }
    
    
    //Test.cpp
    //hanhan是命名空间的名字,一般开发中是用项目名字做命名空间的名字
    //这里我使用了人名 憨憨 作为命名空间名字演示
    //在命名空间中可以定义变量、函数、类型,命名空间也可以嵌套定义
    
    #include "Test.h"
    
    namespace hanhan
    {
    	struct Student
    	{
    		char name[10];
    		int stu_id;
    		int age;
    	};
    
    	int a = 3;
    	int b = 7;
    
    	int Add(int x, int y)
    	{
    		return x + y;
    	}
    
    	namespace wuyu
    	{
    		int a = 3;
    		int m = 77;
    	}
    
    }
    
    //使用using将m引入,后面可以直接访问
    using hanhan::wuyu::m;
    
    int main()
    {
    	//struct Student stu = { "憨憨",2020310361,18 };//这样使用,error,找不到Student类型
    	hanhan::Student stu = { "憨憨",2020310361,18 };//在未使用using声明使用憨憨命名空间时,可以通过操作符::去访问命名空间内的成员
    	cout << stu.name << " " << stu.stu_id << " " << stu.age << endl;
    
    	hanhan::a = 7;
    	cout << hanhan::a << endl;//7
    
    	cout << hanhan::wuyu::a << endl;//3
    
    	cout << hanhan::Add(3, 3) << endl;//6
    
    	cout << m << endl;//77
    
    	hanhan::Print();
    
    	return 0;
    }
    
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    2.2.2 命名空间的使用

    命名空间的使用,可以通过::操作符,命名空间名::要访问的成员,来访问某个成员。也可以通过使用using将命名空间中某个成员引入,如上面代码中 using hanhan::wuyu::m 就是引入了m,使得在后面的代码中可以直接访问。还可以使用using namespace 命名空间名称 将整个命名空间的成员都引入,比如上面代码中的using namespace std 就是将std中的所有成员引入,使得cout可以直接访问操作

    2.3 C++输入和输出

    2.3.1 cout和cin的使用

    咱们先看一段代码,后面再进行分析。

    //C++的问候
    #include 
    
    using namespace std;
    
    int main()
    {
    	char name[10] = { 0 };
    	int age = 0;
    
    	cout << "请输入姓名和年龄" << endl;
    	
    	//输入
    	cin >> name >> age;// 憨憨 20
    	//cin >> name;
    	//cin >> age;
    
    	//输出
    	cout << "你好," << age << "岁的" << name << ",欢迎来到C++的世界" << endl;
    	//你好,20岁的憨憨,欢迎来到C++的世界
    
    	return 0;
    }
    
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    分析:

    1. std是C++标准库的命名空间名,C++将标准库的定义实现都放到这个命名空间中。
    2. 使用cout标准输出对象(控制台)和cin标准输入对象(键盘)时,必须包含 头文件以及按命名空间使用方法使用std。
    3. << 是流插入运算符,>> 是流提取运算符。endl 是换行的意思,和 ‘\n’ 效果一样。
    4. 使用C++输入输出更加方便,不需要像C语言中printf/scanf输入输出那样需要自己控制格式。C++的输入输出可以自动识别变量类型,这里运用了函数重载
    5. 实际上cout和cin分别是ostream和istream类型的对象,<< 和 >> 也涉及运算符重载的知识,这里简单提一下,在后面的IO流用法中会详细介绍。

    还需注意的一点是:早期标准库将所有功能在全局域中实现,声明在.h后缀的头文件中,使用时只需要包含对应的头文件即可。后来将其实现在std命名空间下,为了和C语言的头文件区分,也为了正确使用命名空间,规定C++不带.h,旧版编译器(vc 6.0)中还支持 格式,后续编译器已不支持,因此推荐使用 + std 的方式

    2.3.2 std命名空间的使用规范

    std是C++标准库的命名空间,如何展开std使用比较合理呢?

    1. 在日常的学习和练习(OJ)中,建议直接使用 using namespace std 即可,这样比较方便。
    2. 需注意的是,使用using namespace std展开的是整个std标准库,这样标准库就全暴露出来了,如果我们定义跟库重名的类型、对象、函数,就会存在冲突问题。该问题在日常练习中很少出现,但在以后的项目开发中,代码较多、规模大,就很容易出现。所以建议在项目开发中使用像 std::cout 这样使用时指定命名空间,或者使用 using std::out 展开常用的库对象、类型、函数等,就不至于让整个std库暴露出来。

    2.4 缺省参数

    2.4.1 缺省参数概念

    缺省参数是声明或定义函数时为函数的参数指定一个缺省值。在调用该函数时,如果没有指定实参则采用该形参的缺省值,否则使用指定实参。

    #include 
    
    using namespace std;
    
    void Test(int a = 33)
    {
    	cout << a << endl;
    }
    
    int main()
    {
    	Test();//未传参,33
    
    	Test(77);//传参,77
    
    	return 0;
    }
    
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    2.4.2 缺省参数分类

    缺省参数有两种:全缺省参数、半缺省参数

    2.4.2.1 全缺省参数

    即该函数的所有形参均指定缺省值。

    #include 
    
    using namespace std;
    
    void Test(int x = 3, int y = 4, int z = 5)
    {
    	cout << "x = " << x << endl;
    	cout << "y = " << y << endl;
    	cout << "z = " << z << endl;
    	cout << "x + y + z = " << x + y + z << endl;
    
    	cout << "----------------" << endl;
    }
    
    int main()
    {
    	Test(11, 22, 33);
    	Test(11, 22);
    	Test(11);
    	Test();
    
    	return 0;
    }
    
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    2.4.2.2 半缺省参数

    在函数的参数列表中,从右往左连续给参数缺省值,只要不是每一个参数都有,则称为半缺省参数。

    #include 
    
    using namespace std;
    
    //缺省参数必须从参数列表的右边开始往左给缺省值
    void Test(int x, int y = 4, int z = 5)
    {
    	cout << "x = " << x << endl;
    	cout << "y = " << y << endl;
    	cout << "z = " << z << endl;
    	cout << "x + y + z = " << x + y + z << endl;
    
    	cout << "----------------" << endl;
    }
    
    int main()
    {
    	Test(11, 22, 33);
    	Test(11, 22);
    	Test(11);
    	//Test();//error,第一个参数未给缺省值
    
    	return 0;
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    小结:

    1. 半缺省参数必须从右往左依次给出,不能间隔着给
    2. 缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现(为了避免出现定义和声明中给的缺省值不同的情况),即声明中给定义就不给,定义给声明则不给。
    3. 缺省值必须是常量或者全局变量
    4. C语言不支持(编译器不支持)

    2.5 函数重载

    在自然语言中,重载,即一个词有多重含义,人们可以通过上下文来判断该词的真实含义,即该词被重载了。

    函数重载是函数的一种特殊情况,C++允许在同一个作用域中声明几个功能类似的同名函数,这些同名函数的形参列表(参数个数或参数类型或类型顺序中至少有一个)不同,常用来处理实现功能类似数据类型不同的问题。

    #include 
    
    using namespace std;
    
    int Add(int a, int b)
    {
    	return a + b;
    }
    
    double Add(int a, double b)
    {
    	return a + b;
    }
    
    double Add(double a, double b)
    {
    	return a + b;
    }
    
    int Add(int a, int b, int c)
    {
    	return a + b + c;
    }
    
    int main()
    {
    	cout << Add(3, 3) << endl;
    	cout << Add(2, 7.2 ) << endl;
    	cout << Add(9.9, 0.1) << endl;
    	cout << Add(3, 3, 3) << endl;
    
    	return 0;
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    其实从这里我们也可以联想到cout和cin使用时为什么不用指定类型,因为他们运用了函数重载,定义了功能类似但数据类型不同的实现。
    C语言没办法支持重载,因为同名函数没办法区分,而C++是通过函数修饰规则来区分,只要参数不同,修饰出来的名字就不一样,所以就支持了重载。这里简单提一下,不需要太深入的了解。
    此外,如果两个函数的函数名称和形参列表一样,但返回类型不一样,也不能构成重载,因为调用时编译器无法区分。

    2.6 引用

    2.6.1 引用的概念

    引用不是新定义一个变量,而是给已存在的变量取了一个别名,编译器不会再为引用变量开辟内存空间,它和它的引用的变量共同用一块内存空间

    定义:类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体
    引用类型必须和引用实体是同种类型

    #include 
    
    using namespace std;
    
    int main()
    {
    	int n = 3;
    	int& s = n;
    
    	cout << &n << endl;
    	cout << &s << endl;
    
    	cout << "n=" << n << " " << "s=" << s << endl;
    	s = 7;
    	cout << "n=" << n << " " << "s=" << s << endl;
    
    	return 0;
    }
    
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    2.6.2 引用特性

    1. 引用在定义时必须初始化
    2. 一个变量可以有多个引用
    3. 引用一旦引用了一个实体,就不能引用其他实体

    2.6.3 常引用

    #include 
    
    using namespace std;
    
    int main()
    {
    	const int a = 10;
    	//int& a ra = a;//error,a为常量
    	const int& ra = a;
    
    	//int& b = 10;//error,b为常量
    	const int& b = 10;
    
    	double d = 3.14;
    	//int& rd = d;//error,类型不同
    	//double& rd = d;
    	const int& rd = d;
    
    	return 0;
    }
    
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    2.6.4 使用场景

    1. 做函数参数,在函数内部通过该引用影响实参,达到传递指针的效果
    2. 做函数返回值,这里要格外留意,若函数返回时,出了函数作用域,返回对象还未还给系统(未销毁),则可以使用引用返回,若已经还给了系统,则必须使用传值返回,否则会出现异常访问空间的情况

    2.6.5 传值、传址比较

    以值作为参数或者返回类型,在传参和返回期间,函数不会直接传递实参或者将变量本身直接返回,而是传递实参或者返回变量的一份临时拷贝,因此用值作为参数或返回类型时,效率是非常低的,尤其是当参数或者返回类型非常大时,效率就更低。

    2.6.6 引用和指针的区别

    在语法概念上,引用就是一个别名,没有独立空间,和引用实体共用同一块空间。但其实在底层的实现上,引用实际是空间的,因为引用是按照指针方式来实现的

    #include 
    
    using namespace std;
    
    int main()
    {
    	int n = 3;
    
    	int& rn = n;
    	rn = 7;
    
    	int* pn = &n;
    	*pn = 7;
    
    	return 0;
    }
    
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    调试转到反汇编,可以看到底层的具体操作是一样的

    在这里插入图片描述

    不同点小结:

    1. 引用概念上定义一个变量的别名,指针存储一个变量地址。
    2. 引用在定义时必须初始化,指针没有要求
    3. 引用在初始化引用一个实体后,就不能再引用其他实体,而指针可以在任何时候指向任何一个同类型实体
    4. 没有MULL引用,但有NULL指针
    5. 在sizeof中含义也不同,引用结构为引用类型的大小,但指针始终是地址空间所占字节个数(32位平台下占4个字节)
    6. 引用自加即引用实体增加1,指针自加即指针向后偏移一个类型的大小
    7. 有多级指针,但没有多级引用
    8. 访问实体方式不同,指针需要显式解引用,引用编译器自己处理
    9. 引用比指针使用起来相对更安全

    2.7 内联函数

    2.7.1 内联概念

    inline修饰的函数叫做内联函数,编译时C++编译器会在调用内联函数的地方展开,没有函数调用建立栈帧的开销,内联函数可以提升程序运行效率

    2.7.2 内联特性

    1. inline是一种以空间换时间的做法,如果编译器将函数当成内联函数来处理,在编译阶段,会用函数体替换函数调用,缺陷就是可能会使目标文件变大,优势就是少了调用开销,提高程序运行效率。
    2. inline对于编译器而言只是一个建议,不同编译器关于inline的实现机制可能不同,一般建议:将函数规模较小(即函数不是很长,具体没有准确的说法,取决于编译器内部实现)、不是递归频繁调用的函数采用inline修饰,否则编译器会忽略inline特性。
    3. inline不建议声明和定义分离,分离会导致链接错误。因为inline被展开,就没有函数地址了,链接就会找不到。

    2.7.3 宏的优缺点

    C++引入内联其实就是为了替代宏函数。

    宏的优点:

    1. 增强代码的复用性
    2. 提高性能

    宏的缺点:

    1. 不方便调试宏(因为预编译阶段进行了替换)
    2. 导致代码可读性差,可维护性差,容易误用
    3. 没有类型安全的检查

    C++中可以使用const、enum替换常量定义,使用内联函数替换短小函数定义。

    2.8 auto关键字(C++11)

    随着程序越来越复杂,程序中用到的类型也越来越复杂,经常体现在类型难于拼写,含义不明确导致容易出错。当类型名字很长,有时我们也会考虑使用typedef给类型取别名,虽然简化的代码,但也给我们带来新的问题,要求我们在声明变量时要清楚的知道表达式的类型,显然一两个typedef还可以接受,但程序很复杂的时候就不是很好用了,因此C++11给auto赋予了新的含义。

    2.8.1 auto简介

    在早期C/C++中auto的含义是:使用auto修饰的变量,是具有自动存储器的局部变量,但遗憾的是一直没有人去使用它。

    C++11中,标准委员会赋予了auto全新的含义:auto不再是一个存储类型指示符,而是作为一个新的变量类型指示符来指示编译器,auto声明的变量必须由编译器在编译时期推导而得

    #include 
    
    using namespace std;
    
    int Func()
    {
    	return 3;
    }
    
    int main()
    {
    	int a = 3;
    	
    	auto b = a;
    	auto c = 'a';
    	auto d = Func;
    	auto e = Func();
    
    	//使用typeid获取变量的类型
    	cout << typeid(b).name() << endl;
    	cout << typeid(c).name() << endl;
    	cout << typeid(d).name() << endl;
    	cout << typeid(e).name() << endl;
    
    	return 0;
    }
    
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    2.8.2 auto的使用细节

    1. 使用auto定义变量时,必须对其进行初始化,在编译阶段编译器需要根据初始化表达式来推导auto的实际类型。因此auto并非是一种“类型”的声明,而是一个类型声明时的“占位符”,编译器在编译期会将auto替换为变量的实际类型。
    2. auto与指针和引用结合起来使用,用auto声明指针类型时,用auto和auto*没有任何区别,但auto声明引用类型必须加&,使用auto&
    3. 当在同一行使用auto声明多个变量时,这些变量必须是相同的类型,否则编译器会报错,因为编译器实际只对第一个类型进行推导,然后用推导出来的类型定义其他变量
    4. auto不能作为函数的参数,或者说不能作为形参类型,因为编译器无法对形参的实际类型进行推导。
    5. auto不能直接用来声明数组。
    6. 为了避免与C++98中的auto发生混淆,C++11只保留了auto作为类型指示符的用法。
    7. auto在实际中最常见的优势用法就是下面要提的C++11提供的新式for循环,还有lambda表达式等进行配合使用。

    2.9 基于范围的for循环(C++11)

    2.9.1 范围for的使用语法

    在C++98中遍历数组的方式:

    #include 
    
    using namespace std;
    
    void Test()
    {
    	int arr[] = { 4,5,6,1,2,3,7,8,9,0 };
    
    	for (int i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++)
    	{
    		arr[i]--;
    	}
    
    	for (int i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++)
    	{
    		cout << arr[i] << " ";
    	}
    }
    
    int main()
    {
    	Test();
    
    	return 0;
    }
    
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    对于一个有范围的集合而言,由程序员来说明循环的范围是多余的,有时候还会任意出错。因此C++11中引入了基于范围的for循环。for循环后的括号由冒号 “:” 分成两部分:第一部分是范围内用于迭代的变量,第二部分则表示被迭代的范围

    #include 
    
    using namespace std;
    
    void Test()
    {
    	int arr[] = { 4,5,6,1,2,3,7,8,9,0 };
    
    	for (auto& a : arr)
    	{
    		a--;
    	}
    
    	for (auto a : arr)
    	{
    		cout << a << " ";
    	}
    
    }
    
    int main()
    {
    	Test();
    
    	return 0;
    }
    
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    与普通循环类似,在循环内部可以进行continue和break。

    2.9.2 范围for的使用条件

    1. for循环的迭代范围必须是确定的。对于数组而言,就是数组的第一个元素和最后一个元素的范围;对于类而言,应该是提供begin和end的方法,begin和end就是for循环迭代的范围。`在这里插入代码片
    void Test(int arr[])
    {
    	for (auto& a : arr)//error
    	{
    		a--;
    	}
    }
    
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    1. 迭代的对象要实现++和–的操作,涉及迭代器的相关知识,这里提一下使用引用,后面会详细讲清楚。

    2.10 指针空值nullptr(C++11)

    C++98中的指针空值NULL,实际上是一个宏,在传统的C头文件stddef.h中,有如下代码:

    #ifndef NULL
        #ifdef __cplusplus
            #define NULL 0
        #else
            #define NULL ((void *)0)
        #endif
    #endif
    
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    可以看到,NULL可能被定义字面常量0,或者被定义为无类型指针(void*)的常量,不论采取何种定义,在使用空值指针时,都不可避免会出现一些问题。
    在C++98中,字面常量0既可以是一个整型数字,也可以是无类型的指针(void*)常量,但是编译器默认情况下将其看成是一个1整型常量,如果要将其按照指针方式来使用,必须对其进行强制转换 (void*)0 。

    注意

    1. 在使用nullptr表示指针空值时,不需要包含头文件,因为nullptr是C++11作为新关键字引入的
    2. 在C++11中,sizeof(nullptr)和(sizeof((void*)0)所占字节数相同。
    3. 为了提高代码的健壮性,在后续表示指针空值时建议最好使用nullptr
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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/m0_62080641/article/details/126287482